Pour la première fois, les chercheurs de Sheba Medical Center et de l’Université de Tel Aviv ont cultivé des organoïdes rénaux humains (une culture d’organes 3D synthétique) à partir de cellules souches tissulaires en laboratoire, reflétant le développement rénal fœtal humain.
Le rein s’est développé et s’est développé au fil des mois, permettant aux chercheurs de voir le développement de l’organe en temps réel, d’isoler les gènes qui conduisent à des malformations congénitales, de développer de nouveaux traitements dans le domaine de la médecine régénérative et de tester la toxicité des médicaments pendant la grossesse sur les reins fœtaux.
Un article décrivant cette recherche est publié dans Le journal EMBO.
Le modèle actuel a mûri et est resté stable pendant plus d’un demi-an. Des organoïdes rénaux précédents imitant le développement sont tombés en panne dans les quatre semaines. Cela permet des recherches à long terme et des tests médicaux sur les modèles rénaux.
C’est également l’organe rénal le plus pur jamais développé, sans contamination croisée du développement des cellules souches. Des modèles précédents utilisant des cellules souches pluripotentes développeraient d’autres structures cellulaires en raison de la nature instable des cellules souches. Le nouvel organoïde exprime uniquement les cellules rénales, permettant des expériences de cause à effet claire.
L’étude a été dirigée par le professeur Benjamin Dekel, directeur de l’unité de néphrologie pédiatrique et institut de recherche sur les cellules souches de l’hôpital pour enfants de la SAFRA du Sheba Medical Center et directeur du Sagol Center for Regenerative Medicine de l’Université de Tel Aviv. Le Dr Michael Namestannikov a également participé à l’étude, le Dr Michael Namestannikov, diplômé de la piste médecin-chercheur à la Faculté Gray of Medical and Health Sciences de l’Université de Tel Aviv, et du Dr Osnat Cohen-Sontag, associé de recherche au Sheba Medical Center, dans le cadre du groupe de recherche du Prof. Dekel.
« La vie commence par des cellules souches pluripotentes, qui peuvent se différencier en n’importe quelle cellule du corps », explique le professeur Dekel. « Dans le passé, ils ont pu cultiver des organoïdes – des cultures de type organique 3D – en produisant de telles cellules souches générales et en les triant dans des reins, mais après environ un mois, le rein en culture est décédé, et le processus a dû être recommencé.
« Il y a environ une décennie, mon groupe de recherche a pu isoler pour la première fois les cellules souches de tissu rénal humain qui sont responsables de la croissance de l’organe en développement. Nous avons maintenant réussi pour la première fois à développer un rein humain sous la forme d’un organoïde à partir des cellules souches spécifiques du rein, et cela est en parallèle avec le processus de maturation de l’Uterus qui se produit jusqu’au 34e semaine de la grossesse. »
Les chercheurs cultivent des organoïdes dans des conditions de laboratoire pour étudier les organes d’une manière qui ne est pas possible chez l’homme, mais les organoïdes dérivés de cellules souches pluripotentes contiennent souvent des cellules indésirables sans rapport avec l’étude de l’organe qui contaminent les données de l’expérience. L’organoïde du professeur Dekel est issu des cellules souches de tissu rénal de manière « propre », car ces cellules souches se différencient exclusivement en tissu rénal. Ces cellules se sont développées en différents types de cellules rénales, et plus d’une demi-année ont formé différents tissus du rein, tels que les cellules de filtre sanguin et les conduits rénaux et urinaires, un processus connu sous le nom de tubulogenèse.
« La croissance des structures rénales fœtales peut apporter un nouvel éclairage sur les processus biologiques en général, et en particulier sur les processus qui conduisent à des maladies rénales », explique le professeur Dekel. « Et en effet, lorsque nous avons bloqué sélectivement certaines voies de signalisation (dans l’organoïde), nous avons vu comment cela a conduit à une anomalie congénitale. Nous voyons en fait en direct comment un problème de développement conduit à des maladies rénales observées à la clinique, ce qui permettra le développement de traitements innovants. »
Les implications vont bien au-delà de la recherche.
« Le fait que nous puissions cultiver des cellules souches de tissu rénal à l’extérieur du corps au fil du temps ouvre la porte à la médecine régénérative, c’est-à-dire la transplantation de tissus rénaux cultivés en laboratoire – à l’intérieur du corps ou exploitez alternativement les signaux de l’organoïde sécrète de réparation et de rajeunissement d’un rein endommagé », a déclaré le profil de Dekel. « Nous avons maintenant une source essentiellement inépuisable de différentes cellules rénales et une meilleure compréhension de leurs différents rôles dans le développement et la fonction des reins. »
Des percées comme celle-ci représentent la place unique d’Israël dans le monde, explique le professeur Dror Harats, président de la Sheba Research Authority.
« Ces dernières années, nous avons assisté à des tentatives de distance à distance Israël des centres d’influence internationaux, et les succès scientifiques de ce type rappellent que notre contribution à la recherche médicale et scientifique est importante et incontestable. »
